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基本原理與用途

調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)類似一般繞線式異步電動(dòng)機(jī)、但由于它經(jīng)常處于制動(dòng)狀態(tài)下工作著，因此其作用原理實(shí)際上又與變壓器作用原理相似。調(diào)壓器上裝有蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，借以使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生角位移；或使轉(zhuǎn)子制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子的相對(duì)角位置改變后，對(duì)于單相調(diào)壓器來說，改變了定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組間的交鏈磁通，使次級(jí)繞組感應(yīng)電勢(shì)改變；對(duì)于三相調(diào)壓器來說，改變定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組上的感應(yīng)電勢(shì)相位，并借自耦式線路聯(lián)接而使輸出電壓同樣獲得平滑無級(jí)的變化。

以下是調(diào)壓器的外形及組件說明;

三相調(diào)壓器的一次繞組可以放置在定子中，也可放置在轉(zhuǎn)子中，由設(shè)計(jì)決定。一次繞組與二次繞組間的聯(lián)接常由圖1(a)所示：

圖中：U1——輸入電壓；

      E2——二次繞組的感應(yīng)電勢(shì)；

      U20——空載輸出電壓；

      β——兩繞組的相對(duì)角位移。

當(dāng)三相外施電壓加在一次繞組上后，則一次繞組內(nèi)的三相磁化電流在氣隙中產(chǎn)生了均勻的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它以相同的頻率切割二次繞組。當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子繞組間的相對(duì)軸線位置改變后，感應(yīng)電勢(shì)的大小雖然不變但二個(gè)繞組間感應(yīng)電勢(shì)的相位發(fā)生了變化。空載輸出電壓乃為一次電壓與二次感應(yīng)電勢(shì)的矢量和，它的大小按下式不同的角位移   （180°-β）而平滑地改變：

U20=[U12+E22+2U1E2Cos(180°-β)]1/2

U20的變化軌跡如圖1(b)中虛線所示。

除了圖1(a)所示的接法外，三相調(diào)壓器還有按圖2(a)方式聯(lián)接。

單相調(diào)壓器的一次繞組也可以放置在定子或轉(zhuǎn)子中，由設(shè)計(jì)決定。單相調(diào)壓器的工作原理與三相調(diào)壓器不同。單相調(diào)壓器一次繞組內(nèi)的磁化電流在氣隙中產(chǎn)生的磁場(chǎng)的脈動(dòng)的，非旋轉(zhuǎn)的，并且也不是均勻分布的。當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子繞組間的軸線位置改變化，二次繞組上的感應(yīng)電勢(shì)隨著磁鏈的不同而改變，但感應(yīng)電勢(shì)的相位并不由于軸線的相對(duì)位置改變產(chǎn)生位移。

當(dāng)繞組的聯(lián)接如圖3 (a)所示時(shí)，空載輸出電壓的大小隨著角位移(180°-β)的余弦而平滑地改變，其值可用下式表達(dá)：

U20=U1+E2Cos(180°-β)

式中：E2是指二次繞組上的最大感應(yīng)電勢(shì)。

E2的變化軌跡如圖3(b)中虛線所示。與一次繞組排列在一起的尚有補(bǔ)償繞組(又稱短路繞組)，用來補(bǔ)償當(dāng)0<β<180°之間時(shí)，由于負(fù)載電流產(chǎn)生的磁勢(shì)，從而減少調(diào)壓器在負(fù)載下的較大電壓降。

除了圖3(a)所示的接法外，單相調(diào)壓器尚可按圖4(a)方式聯(lián)接。

當(dāng)單相調(diào)壓器為低電壓，大電流時(shí)可按圖5(a)雙圈式聯(lián)接。調(diào)壓器空載輸出電壓U2的大小隨著角位移(90°-β)的余弦而平滑地改變，其值可用下式表達(dá)：

U2=E2Cos(90°-β)

式中：E2是指二次繞組上的最大感應(yīng)電勢(shì)。

E2的變化軌跡如圖5(b)中虛線所示。

調(diào)壓器的輸出電壓特性如圖6所示。

圖中：f(β)——空載輸出電壓特性曲線；

      f2(β)——額定負(fù)載阻抗下輸出電壓特性曲線；

      U20max——空載輸出電壓的最高值；

      U2——輸出電壓的額定值。

調(diào)壓器主要用于工業(yè)設(shè)備中或?qū)嶒?yàn)室當(dāng)輸入電壓為恒定時(shí)，可無級(jí)而平滑地調(diào)節(jié)負(fù)載電壓。

調(diào)壓器的輸出容量規(guī)定按下式計(jì)算：

      KVA=mI2U2 /1000

式中：KVA——輸出容量（千伏安）；

      m——相數(shù)；

      I2——額定負(fù)載的最大相電流（安培）；

      U2——當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)為額定時(shí)，額定負(fù)載相電壓(伏)。

二、使用范圍與工作條件

調(diào)壓器使用環(huán)境、工作條件：

海拔高度不超過1000米；

周圍介質(zhì)溫度不高于+40℃不低于-25℃；

空氣相對(duì)濕度不超過85%；

不含有化學(xué)腐蝕性氣體及蒸汽環(huán)境中；

無爆炸性危險(xiǎn)的氣體中；

不受雨水侵入的場(chǎng)合下；

不能作并聯(lián)使用。

三、結(jié)構(gòu)特征

調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)可分為主體、冷卻油箱及傳動(dòng)控制三個(gè)部分組成。

它的主體像線繞式異步電動(dòng)機(jī)一樣，由定子、線繞式轉(zhuǎn)子和面板、底座組成，并是立式安裝。調(diào)壓器的繞組一般是：三相為雙層短節(jié)距疊繞組；單相為單層同心式繞組。

傳動(dòng)控制分為兩種：電動(dòng)或手動(dòng)式。手動(dòng)式只限于10千伏安以下。并明顯地標(biāo)志有“升壓”、“降壓”轉(zhuǎn)動(dòng)方向的指示牌。

電動(dòng)、手動(dòng)兩用式傳動(dòng)裝置是由二對(duì)蝸輪、蝸桿、離合器（平齒輪）、手輪、傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)（伺服電動(dòng)機(jī)，是器采用標(biāo)準(zhǔn)型三相異步電動(dòng)機(jī)）、行程開關(guān)（限制器）及限位等組成。第一對(duì)蝸桿、蝸輪借彈性聯(lián)軸器與傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)相連接，用來減低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并傳動(dòng)第二對(duì)蝸輪、蝸桿。電動(dòng)傳動(dòng)一般的通過遙控設(shè)備的按鈕，來控制調(diào)壓器上的電動(dòng)機(jī)作正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使調(diào)壓器的負(fù)載電壓獲得改變。手輪傳動(dòng)則借平齒輪與長(zhǎng)鍵導(dǎo)向同第二對(duì)蝸桿連接。手輪傳動(dòng)常是用作細(xì)調(diào)節(jié)電壓或在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，仍然保證調(diào)壓器正常調(diào)節(jié)電壓之用。從手輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)傳動(dòng)或相反時(shí)，可將離合器（平齒輪）推入耦合機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。行程開關(guān)是用來限制調(diào)壓器的負(fù)載電壓在最高、最低兩個(gè)極限位置時(shí)自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)電源，限位器則是限制轉(zhuǎn)子按規(guī)定的機(jī)械角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止負(fù)載端的過載或短路時(shí)，傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)易被損壞起見，設(shè)有保險(xiǎn)螺栓，如遇過載或短路時(shí)則被切斷。

手動(dòng)式傳動(dòng)裝置是由蝸輪、蝸桿、手輪及限位器等組成。若需調(diào)節(jié)調(diào)壓器的負(fù)載電壓時(shí)，則轉(zhuǎn)動(dòng)手輪來傳動(dòng)蝸桿、蝸輪從而達(dá)到調(diào)壓的目的。限位器僅是用來限制轉(zhuǎn)子在規(guī)定的機(jī)械角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

調(diào)壓器的冷卻油箱結(jié)構(gòu)與一般電力變壓器相仿。

面板上裝有注油器、測(cè)溫裝置等。

調(diào)壓器的輸入端裝有A、B、C（三相）或A、X（單相）等字樣的標(biāo)牌；輸出端裝有a、b、c（三相）或a、x（單相）等字樣的標(biāo)牌，以便于安裝接線。

四、安裝與使用維護(hù)

調(diào)壓器當(dāng)安裝時(shí)或長(zhǎng)期不用；在投入運(yùn)行之前必須檢查絕緣性能可用500伏兆歐表在溫度不低于+10℃時(shí)測(cè)量繞組對(duì)地、繞組間（雙圈式）的絕緣電阻R的值不得小于工廠測(cè)定值的70%（換算到調(diào)壓器出廠溫度）：  

注：表中t1為測(cè)定時(shí)溫度，t2為出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)之溫度，當(dāng)溫差為負(fù)值時(shí)取上數(shù)換算系數(shù)之倒數(shù)。

才可安全使用，否則應(yīng)進(jìn)行熱烘處理。熱烘處理一般可用帶電烘燥法或吊出芯體送入烘房烘燥。

檢查線路電壓，應(yīng)符合調(diào)壓器名牌上可規(guī)定之?dāng)?shù)值。

調(diào)壓器的機(jī)座必須接地。以保證安全，接地時(shí)必須良好。

檢查調(diào)壓器的傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)裝置應(yīng)該靈活，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子在  180°內(nèi)或90°內(nèi)“正”、“反”方向應(yīng)保持輕重均勻。

進(jìn)行空載運(yùn)行檢查傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向應(yīng)與調(diào)壓器“升壓”、“降壓”和指示標(biāo)志一致。輸出電壓最高、最低極限值時(shí)，行程開關(guān)應(yīng)保證切斷電動(dòng)機(jī)電源，而停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

調(diào)壓器的四周應(yīng)留適當(dāng)空間，以利通風(fēng)散熱，并便于隨時(shí)檢查。

調(diào)壓器在帶負(fù)載調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)使它的輸出電壓從最低值逐漸升高到需要值，盡量減少由最高值逐漸下降到需要值，以避免產(chǎn)生瞬時(shí)過電流。

使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常注意負(fù)載電流不超過額定值，如超過時(shí)間較長(zhǎng)，易使調(diào)壓器燒毀或壽命降低。

當(dāng)調(diào)壓器使用時(shí)因過載或短路而使保險(xiǎn)螺栓切斷后，應(yīng)立即查明原因，并換上同樣尺寸和同樣材料螺栓。然后再行使用。

對(duì)調(diào)壓器補(bǔ)充加注入的冷卻油必須與該調(diào)壓器油箱上標(biāo)注的冷卻油牌號(hào)相同并經(jīng)過處理。對(duì)冷卻油還需作定期的過濾和干燥處理。

經(jīng)常須檢查調(diào)壓器傳動(dòng)裝置的發(fā)熱情況并定期補(bǔ)充蝸桿的潤(rùn)滑油。

調(diào)壓器除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制機(jī)構(gòu)外，其他部分的使用與維護(hù)保養(yǎng)均與一般電力變壓器相仿。

主要技術(shù)參數(shù)